2. 目的基因与运载体结合
3. 将目的基因导入受体细胞
4. 目的基因的检测和表达
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提取目的基因
将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。
取出 DNA
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用限制酶
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切断DNA
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目前被较广泛 提取使用的目的基 因有：苏云金杆菌 抗虫基因、人胰岛 素基因、人干扰素 基因、种子贮藏蛋 白基因、植物抗病 基因等。
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DNA连接酶的作用过程
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DNA连接酶的作用过程
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DNA连接酶的作用原理
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3、运载体
要让一个从甲生物细胞内取出来的基
因在乙生物体内进行表达，首先得将这个
基因送到乙生物的细胞内去。能将外源基
因送入细胞的工具就是运载体。
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限制性内切酶作用过程
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几种限制性内切酶
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中
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2、DNA连接酶
连接酶的作用：将互补配对的两个黏性末 端连接起来，使之成为一个完整的DNA 分子。
连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。
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问题
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程源中
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用DNA连接酶连接两个相同的 黏性未端要连接几个磷酸二酯键？
遗传密码是通用的
基中央 因电教
基因可以通过复制将遗传信息传递给下一代
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三、基因工程过程操作的基本路线
① ②
③ ④
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⑤
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⑥
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①从细胞中分 离出DNA
②限制酶截取 DNA片断
③分离大肠杆 菌中的质粒
④ DNA重组
⑤用重组质粒 转化大肠杆菌
⑥培养大肠杆菌 10克隆大量基因
四、基因工程操作的工具
1. 将目的基因片断从人体细胞内提取，
需要基因的剪刀——限制性内切酶。
2. 将目的基因与运载体DNA连接，
需要基因的针线——DNA连接酶。
3. 将目的基因运入大肠杆菌，
基中央
需要基因的运输工具——运载体。
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1、限制性内切酶
1. 分布：主要在微生物中。 2. 特点：特异性，即识别特定核苷酸序列， 切割特定切点。 3. 结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。 4. 举 例 ： 大 肠 杆 菌 的 一 种 限 制 酶 能 识 别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。
和SaⅠ的切点位于抗四环
基中央 因电教 工馆资
素基因上，PstⅠ位于抗 氨苄青霉素，易于筛选
容纳的外源DNA在5kb
程源中 左右
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质粒
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2.用于原核细胞——噬菌体
λ噬菌体： ——大小约49kb，具有粘性末端，进入细胞
后变成环状
——易于感染而进入细胞 ——通过裂解途径和溶源途径增值。 ——转化DNA片段长，能包装38～54kb，能转
且不能将真核生物的基因转移到 原核生物中去。
程源中
心
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从原核基因组中制备 原核基因组相对较小，用几种限制性内切酶 分别消化原核基因组，其中有些片段就会含 有目的基因，将这些片段插入载体中进行克 隆，经过筛选，可以得到所需的目的基因。
基中央
因电教 工馆资 程源中
心
美国生物化学家、现代基因工程的创始人P·伯格 首次实现两种不同生物的DNA体外连接，获得了第一批重组
DNA分子,这标志着基因工程技术的诞生。6
基中央
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首次实现重组的dna分子在受体细胞表达
程源中
心
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一、基因工程的含义
按照人们的愿望，进行严密的设计，通过体外
DNA重组和转基因等技术，有目的地改造生物种
性，使现有的物种在较短的时间内趋于完善，创
造出更符合人们需求的新的生物类型，或者利用
这种技术对人类疾病进行基因治疗，这就是基因
中 央
工程。
电
教
馆
资
源
中
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二、基因工程研究的理论依据
不同基因具有相同的物质基础
基因是可切割的
基因是可转移的
多肽与基因之间存在对应关系
第一节 基因工程概况
基因决定性状（一）
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程源中 青霉菌能产生对人类有用的抗生素——青霉素
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基因决定性状（二）
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工馆资 程源中
豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮
心
基因决定性状（三）
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程源中
家蚕能够吐出蚕丝为人类利用
心
中 央 电 教 馆 资 源 中 心
中 央 电 教 馆 资 源 中 心
1. 作用：将外源基因送入受体细胞。
2. 条件：
1)能在宿主细胞内复制并稳定地保存。
基中央 因电教
2)具有多个限制酶切点。
工馆资
3)具有某些标记基因
程源中
心
3. 种类：质粒、噬菌体和动植物20病毒。
质粒的特点
细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子； 质粒是基因工程中最常用的运载体； 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒； 存在于许多细菌及酵母菌等生物中； 质粒的存在对宿主细胞无影响； 质粒的复制只能在宿主细胞内完成。
问题 基中央 因电教 工馆资 程源中
心
要想将某个特定基因与质粒相连，需要几 种限制性内切酶和几种DNA连接酶处理？21ຫໍສະໝຸດ 常用的质粒（用于原核生物）
质粒载体pBR332:研究最 多，最常用的一种载体。
4363bp 复制起点+1个抗氨苄青 霉素基因+1个抗四环素 基因
36个单一限制性内切酶，
其中BamHⅠ 、 HindⅢ
基中央
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸
因电教
序列，并在特定的切割点上将DNA 分子切
工馆资 程源中
断。目前已发现的限制酶有200多种。
心
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命名：HindIII由Haemophilus influenzae Rd中属名的H,种名的in 和 菌株代号的d组成, III表示从此菌株中 提取的第三种限制性内切核酸酶。
化5～20kb外源基因 ——限制性内切酶位点多
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用于植物宿主的载体
Ti质粒
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植物基因转化方法 农杆菌法
植物细胞的全能性
中
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筛选
源
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用于动物宿主的载体
杆状病毒 SV40 其它
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程源中
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五、基因操作的基本步骤
1. 提取目的基因
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提取目的基因的方法（一）
直接分离基因——鸟枪法
将供体生物的DNA用限制酶
切割为许多片段，再用运载体将
这些片段都运载到受体生物的不
同细胞中去。只要有一个细胞获
得了需要的目的基因并得以表达， 用限制酶
基因工程就算成功了。
切成许多 片断
该法最大的缺点是带有很大
的盲目性，工作量大，成功率低。
基中央 因电教 工馆资